基于物联网的土壤水分实时检测灌溉系统设计,农田水利论文

'　　基于物联网的土壤水分实时检测灌溉系统设计,农田水利论文摘要：为提高农业灌溉效率，保障农作物正常生长，设计了稳定可行、易于安装的、以物联X技术为基础的农田灌溉系统。系统以MSP430F149低功耗单片机与射频模块为基础，使用基于无线技术ZigBee的CC2530芯片作为X络连接点，采用RHD-100土壤水分传感器采集农业土壤含水率信息；通过无线技术ZigBee与无线通信GPRS无缝连接，将土壤水分数据通过JN5121通信模块传输到无线X络，实现了土壤水分数据信息传输和智能灌溉。将系统运用于不同农田环境进行测试，结果发现：系统数据传输稳定可靠，运行平稳，可进行推广运用。　　　　关键词：物联X；土壤墒情；ZigBee;传感器。　　　　0引言。　　　　随着现代数据传输技术（如蓝牙、红外线、SP430F149单片机、步进电机，以及上位机系统软件等部分。　　　　系统可以实时检测土壤水分，检测数据由传感器采集并通过GPRS作为通信渠道发送，采用SPS 控制传感器的采样时间，每1.7s发送1次传感器数据信息。在一个设定的时间断内，传感器可自动绘制土壤水分曲线，土壤水分低于阈值下限时，控制终端发送指令，单片机接到指令，通过I/O口控制电磁阀开关开启步进电机；高于阈值上限时，及时关闭电机，所用数据信息和指令通过无线技术ZigBee进行传输。　　　　2硬件实现方案。　　　　2.1处理器的选择。　　　　单片机具有高集成度、高可靠性、低功耗、控制能力强、扩展能力好、体积小巧、高性价比和使用便利等优点，在仪器仪表、专用设备智能化管理及过程控制等领域得到广泛应用，有效地控制了产品质量，提高了经济效益。　　　　TI公司设计的MSP430F149因其极低的空闲功耗而闻名，是一个16位的、结合了指令和数据总线的冯诺依曼系统结构。MSP430F149具有60kB的非易失性存储器，系统内可编程，还具备一个2kB的内部SRAM.该处理器可以在1.8~3.6V之间进行操作，并且可以被锁定在1. 8V、8MHz兆赫和3.6V、高达4.15MHz的范围之间。本系统中，处理器电压为1.8V,于32.76kHz时锁定，每个样品的平均周期数为988,意味着处理器每秒197.600次活跃；功率测量显示共耗电204μSP430F149具有通信高速、开发环境方便高效、较宽的运行温度范围及较强的抗干扰力，工作稳定，时钟系统灵活，具有可串行在线编程、唤醒时间较短及中断功能强大等优势。本设计以TI公司的MSP430F149作为微处理器。　　　　2.2传感器的选择。　　　　在选择传感器时，需要考虑使用环境对传感器的影响，所选用传感器不应受到土壤的腐蚀，且受土质影响应较小，对土壤土壤含水率的应具有较高的分辨率，确保传感器能在一个较长的时间段内稳定、准确地感知土壤的含水率。　　123'